これはナトリウムのD線を分解能することができる分光器です。分光器と分光計の違いは、分光器は文字通りスペクトルの写真を取るものですが、ImageJ(無料でGoogle検索で簡単に見つけられます)などのソフトウェアパッケージを使用すると、ユーザーは分光計のような機器の強度対波長グラフを作成することができます。

これは、アメリカン・ジャーナル・オブ・フィジックスの次号(2024年3月/4月頃に正式発売予定)で使用されるデザインです。このデザインでは、以下の追加部品が必要になります。回折格子(エドムンズ・オプティクスの32-215反射格子を使用しました。約131ドル)、レンズ(トールラブのAC050-0150-Aアクロマットダブレットレンズを使用しました。

写真には、このデバイスで取得したスペクトルの例と詳細な組み立て手順が示されています。以下では、未知のスペクトルの波長を測定するために「ピクセル軸」を校正する方法について説明します。

分光器のピクセル軸を校正する:
未知の光源の波長を測定するために、ピクセル軸を校正する必要があります。まずは既知の光源から始める必要があります。この光源は、よく文書化された離散スペクトルを持っている必要があります。つまり、通常は原子スペクトル管を使用する必要があります。原子源の関連波長は、国立標準技術研究所(NIST)のウェブサイトで入手できます。「NIST strong lines of atom_name」でグー
蛍光灯で見られる「典型的な」波長は次のとおりです。
波長(nm) およその色の説明
404.656のヴァイオレット・マーキュリー
435.833の青紫色の水星
487.7の青いテルビウム(Tb3+)
542.4グリーンテルビウム(Tb3+)
546.074のグリーン・メルキュリ
〜577.7グリーン？ (Hg @ 576.960 または Tb3+ @ ~578)
〜580.2グリーン？ (Hg @ 579.066またはTb3+ @ ~580)
約587.6オレンジ おそらくユーロピウム(Eu+3:Y2O3)。
〜593.4赤オレンジ おそらくユーロピウム(Eu+3:Y2O3で)
〜599.7赤 おそらくユーロピウム(Eu+3:Y2O3で)
〜611.6赤色のユーロピウム(Eu+3:Y2O3で)
〜631.1赤 おそらくユーロピウム(Eu+3:Y2O3)。

さて、組み立てた分光器を既知の光源に向け、スペクトルの明るさを最大にするようにアライメントを調整します。 初めて使用する場合は、焦点レンズを少し調整して焦点を鋭くすることが賢明です。つまり、分光器の蓋を外し、メインボックスをクランプし、レンズ調整1ピースを慎重に回転させて焦点を最適化します。 最高の焦点が得られたら、蓋を

スペクトルを分析するには、さまざまなツールを使用できますが、優れたオープンソースツール(つまり、無料)であるImageJを使用することができます。こちらにアクセスしてください。https://imagej.net/ij/詳細については、ImageJの長方形ツール(ファイルメニューの下にある長方形アイコン)を使用して、分析したい画像の一部を選択します。左端から右端までの水平範囲を選択する必要があります。なぜなら、ピクセル0は左端のピクセルとして定義されているためです。これを行わない場合、他の画像の後続分析ではピクセル0の位置が異なってしまいます。垂直範囲は、線が同じ明るさ

キャリブレーションを完了するには、強度ピークの画素位置と既知の波長をマッチングしなければなりません。正確に実施すれば、画素位置と波長の間に直線的な関係が成立するはずです(このようなグラフの写真はフォトにてご覧いただけます)。
キャリブレーションが完了したら、未知の光源の波長を測定できます。単に、分光器を新しい光源に向け、スペクトルの明るさを最大にします。キャリブレーションで見つけた線形フィットは、以下の注意事項を踏まえて、新しい光源にも適用されるはずです。
• すべての光学素子がしっかりと固定されていることを確認してください。そうでない場合は、それらを接着することを検討してください。
・スペクトログラフを位置合わせしてスペクトルの明るさを最大にすることが重要です。光源が非常に明るく、スペクトル線が検出器を飽和させるほど明るい場合は、光レベルを下げるために装置を位置ずらすことはできません。中性密度板や偏光板を使用して光レベルを下げるか、それでもスペクトルの明るさを最大にするように位置合わせを調整